做俏皮的妹纸编织视频:麦克尔逊-莫雷干涉是怎么回事?

来源:百度文库 编辑:高校问答 时间:2024/04/28 02:09:25
请告诉我实验的过程和方法以及它是如何得出“光速不因相对运动而改变”这个结论的

麦克尔逊-莫雷实验

1887年,麦克尔逊和莫雷一起完成了一项著名的实验,来检验以太假说。
他们的想法是这样的,如果在以太中光速是一定的。那么,当接收者以
一定的速度相对于以太运动,光相对于他的速度在不同方向应是不同的。他
看到迎面而来的光速大,从后面追来的光速小,即光速与接收者相对于以太
的速度有关。如果能测量到这个差别,就支持了以太假说。
光速很大,一般物体速度都很小.所以,即使不同方向的光速是不相同
的,我们也很难测量得出来。麦克尔逊-莫雷实验的巧妙之点正是在于他们不
去测量不同方向的光速值本身,而是测量不同方向的速度之间的差。

实验装置画在下图中。
http://fxwl.diy.myrice.com/source/history/cnddayst/330046c.gif

由光源s发出的光线,遇到半透镜A以后,一部分
光线透射,另一部分反射。透射的光线经过c镜的反射后又回到A,其中一部
分到达D。由A反射的光线经过B镜的反射后也回到A。其中一部分也到达D。如
果地球沿着SC方向以速度v相对于以太运动,则沿A—C—A—D传播的光与沿
A-B-A-D传播的光所用的时间是不一样的。这个问题和上章最后所给的练习
是一样的,沿着A-C-A传播的光就相当于K',沿A-B-A传播的光就相当于K。
容易计算,两束光的传播时间差是

Δt≈L/c*v2/c2

其中L是AC或AB的长度。利用两束光之间的干涉现象,可以测量出这个
时差。

可是,实验结果是否定的,即没有观测到任何不为零的Δt。因此,出路
只有两条:一是地球相对于以太的速度总为零,一是以太假说不对;二者必
居其一。前一个答案是不能令人接受的。因为,相对于太阳来说。地球有公
转,还有自转,相对于银河系中心来说,还有太阳系本身的运动。怎么能认
为恰恰是地球相对于以太的速度总为零呢?如果接受这一点,那不又是把地
球看作一个地位极其特殊的天体了吗?自从哥白尼之后,人们再也不能同意
任何形式的地球是宇苗中心的观念了。因此,结论只能是:以太假说是不对
的!
就这样,光在假想的以太中传播的观念遭到了致命的否定。这个结论非
常重要,所以,以后又有许多人在不同季节、不同时刻、不同方向上反复地
重做麦克尔逊-莫雷实验。近些年来,利用激光使这个实验的精度大为提高,
但是结论却没有任何变化